пятница, 21 октября 2016 г.

Производство жидкого биотоплива в мире и РФ

Производство жидкого биотоплива в мире и РФ


И.Е. Матвеев, старший научный сотрудник, ОАО «Всероссийский научно-исследовательский конъюнктурный институт» (ВНИКИ), г. Москва

Согласно российскому стандарту «Энергетика биоотходов. Термины и определения» (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. № 424-ст.), отходы – это остатки продуктов или дополнительный продукт, образующийся в процессе или по завершении определенной деятельности и не используемый в непосредственной связи с этой деятельностью. Различают отходы производства и отходы потребления. Под биомассой понимаются все виды веществ растительного и животного происхождения, продукты жизнедеятельности организмов и органические отходы, образующиеся в процессах производства, потребления продукции и на этапах технологического цикла отходов. Биотопливо – это твердое, жидкое или газообразное топливо, получаемое из биомассы термохимическим или биологическим способом.
В новом веке глобальное производство жидкого биотоплива неуклонно росло и в 2009 г. достигло 1635,5 тыс. барр./сут., т.е. примерно 2,2% мировой действующей мощности нефтеперерабатывающих предприятий (в 2005 г. – 0,9%). Таким образом, несмотря на значительное внимание средств массовой информации к данному сегменту энергетического рынка, этот энергоноситель не оказал серьезного влияния на мировую структуру потребления жидких видов топлив.
В 2009 г. в тройку мировых лидеров по выпуску биотоплива входили США (45,6% мирового производства), Бразилия (29,2%) и ФРГ (3,9%).

Табл. 1. Мировое производство биотоплива (источник: EIA)

Объем производства,
тыс. барр./сут.		2005 г.2006 г.2007 г.2008 г.2009 г.
ВСЕГО661,4854,51127,01489,71635,5
Сев. Америка265,2340,1472,8667,8767,4
США260,6335,0457,3649,7746,4
Канада 4,65,215,41820,8
Центр. и Южн. Америка285,2330,6429,9539,4534,4
Бразилия276,4307,3395,7486,3477,5
Ямайка2,25,24,96,46,9
Колумбия0,54,64,95,910,9
Аргентина0,20,77,815,523,7
Парагвай0,60,81,11,72,2
Перу0,30,40,922,1
Африка0,20,30,20,30,5
Европа 82,0141,0168,5202,2234,6
ФРГ41,877,885,171,764,2
Франция10,916,62851,462,6
Италия7,813,810,214,114,1
Бельгия0,020,493,25,810,6
Польша2,34,63,679,6
Австрия1,62,45,55,78,1
Чехия2,52,52,22,84,9
Финляндия0,220,41,352,54,5
Великобритания 0,93,83,24,94
Литва0,20,50,81,72,4
Дания1,41,41,41,81,81
Норвегия………0,961,2
Россия00000
Азия и Океания28,241,754,276,893,5
Китай21,528,134,742,345
Таиланд1,62,64,213,417,4
Индия3,94,54,74,86,2
Малайзия01,12,54,55,7
Австралия0,61,72,13,45,2
Респ. Корея0,20,91,73,25
Индонезия0,21,52,221,8
В настоящее время жидкое биотопливо первого поколения (этанол и биодизельное топливо) в промышленных масштабах выпускается из сахароносных и крахмалистых культур, а также масел растительного и животного происхождения, при этом эксплуатационные характеристики конечного продукта зависят от вида исходного сырья.
Биодизельное топливо (БТ) – это сложный метиловый эфир, получаемый из масел растительного или животного происхождения и используемый в основном в качестве добавки в традиционное дизельное топливо. Данный энергоноситель может производиться из более чем 50 видов масличных культур (подсолнечника, рапса, сои, хлопка, льна, пальмы, арахиса и т.д.). Имеются также сведения о получении его из горчицы, фундука, оливы и бука. Технологический процесс производства БТ достаточно простой: масло семян очищается от механических примесей, затем в него добавляется метиловый спирт и щелочь, которая служит катализатором реакции переэтерификации, и затем смесь нагревается до 50 °С. После охлаждения жидкость расслаивается на две фракции – легкую (метиловый эфир – биодизель) и тяжелую (глицерин). Основными сельскохозяйственными культурами для производства БТ являются рапс, подсолнечник, соя и пальма. Животные жиры и отходы пищевых жиров пока не получили широкого распространения.
Рапс имеет высокую урожайность, а рапсовое масло – достаточно высокую стойкость к окислению и относительно низкое содержание йода (менее 120 ед.). Он благоприятно влияет на структуру почвы и позволяет увеличивать урожайность зерновых культур при севообороте. В Европе, исходя из текущей конъюнктуры, уровня производственных издержек, доступности и требуемых физико-химических характеристик, наиболее подходящим для производства БТ является рапсовое масло, которое может быть использовано в качестве основы моторного топлива (смесь рапсового масла и традиционного дизельного топлива получила название смесевого дизельного топлива –«биодит») или его компонента (в виде метилового эфира рапсового масла – МЭРМ). Рапсовое биодизельное топливо отвечает европейскому стандарту EN 14214 и может использоваться в зимних условиях региона.
Урожаи подсолнечника ниже, чем аналогичный показатель у рапса, и его выращивание рентабельно в странах с теплым и сухим климатом. Содержание йода в подсолнечном масле превышает уровень в 120 ед., поэтому при производстве БТ его смешивают с другими видами масел.
Масло сои в качестве сырья для изготовления дизельного биотоплива получило широкое распространение в США и Аргентине. Оно имеет повышенное содержание йода (более 120 ед.), но американский стандарт D-6751-02 не содержит ограничений по данному показателю.
Масло, полученное из пальмы, широко используется в Малайзии, однако пальмовый биодизель может применяться в регионах с теплым климатом (или в смеси с другим топливом), поскольку он теряет необходимую текучесть при температурах ниже 11 °C.
Животные жиры и отходы пищевых жиров содержат пов
Применение других видов растительных и животных масел нуждается в дополнительных исследованиях. Например, в Никарагуа начаты работы по производству биодизельного топлива из ореховых масел, в Греции – из хлопкового масла.
В ЕС примерно 80% биодизельного топлива изготавливается из рапса, урожайность которого позволяет производить примерно 1190 л масла с 1 га (для сои данный показатель составляет 446 л, льна – 478 л, арахиса – 1059 л, пальмы – 5950 л), при этом из 1 т растительного масла и 111 кг спирта (в присутствии 12 кг катализатора) вырабатывается около 970 кг (1100 л) биодизеля и 153 кг первичного глицерина.[1]

Табл. 2. Мировое производство биодизельного топлива (источник: EIA)

Объем производства,
тыс. барр./сут.		2005 г.2006 г.2007 г.2008 г.2009 г.
ВСЕГО77,13141,93202,82270,95308,19
Сев. Америка6,1217,1433,6545,9135,23
США5,9216,3431,9544,1132,93
Центр. и Южн. Америка0,542,2515,2538,6357,93
Бразилия0,011,196,9720,0627,71
Европа и Евразия67,96113,12137,40155,04172,61
Белоруссия0,000,000,000,200,50
Болгария0,000,100,200,210,49
Великобритания0,903,802,903,702,70
Венгрия0,000,000,202,702,80
Германия39,0070,4078,3061,7051,20
Греция0,060,901,801,301,40
Дания1,401,401,401,801,80
Ирландия0,020,020,300,400,40
Испания3,201,203,304,3011,00
Италия7,7011,609,2013,1013,10
Кипр0,020,020,020,200,20
Латвия0,100,100,200,600,90
Литва0,100,200,501,301,90
Нидерланды0,000,351,702,005,40
Норвегия0,000,000,000,961,20
Польша1,201,800,905,006,70
Португалия0,021,803,503,104,90
Россия0,000,000,000,000,00
Румыния0,000,200,701,300,60
Сербия…0,000,501,001,50
Словакия1,501,600,902,802,00
Словения0,100,200,100,170,18
Турция0,000,400,300,200,10
Франция8,4011,6018,7034,4041,10
Хорватия0,000,000,100,100,10
Чехия2,482,201,601,503,03
Швеция0,200,401,301,602,00
Швейцария0,100,200,200,220,13
Эстония0,100,020,020,400,50
Ближн. и Средн. Восток0,000,000,000,000,00
Африка0,000,000,000,050,09
Азия и Океания2,209,1015,8028,8238,52
Австралия0,200,400,700,901,70
Индия0,200,400,200,200,40
Индонезия0,201,402,001,801,60
Китай0,804,006,008,008,00
Респ. Корея0,200,901,703,205,00
Сингапур0,000,000,700,702,10
Таиланд0,400,401,207,7010,50
Филиппины0,200,400,601,202,60
Япония0,000,100,100,200,20

В 2005-2009 гг. мировая выработка биодизельного топлива увеличилась в 4 раза.
Биоэтанол первого поколения (этиловый спирт) получают путем переработки растительного крахмалосодержащего сырья (пшеницы, кукурузы, сахарного тростника, сахарной свеклы, отходов сельскохозяйственных культур и т.п.), доля которого в себестоимости конечного продукта составляет 70-80%. [2]




Табл. 3. Выработка биоэтанола из 1 т сырья (источник: «Cleandex»)

Наименование сырьяЭтанол, лПобочные продукты, кгУглекислый газ, кг
Пшеница375330370
Рожь357390350
Ячмень330430320
Кукуруза410300400

Издание «Химия и химики» приводит следующие расчетные данные по выработке этанола из 1 т сырья по сухому весу (л): кукуруза (зерно) – 470, стебли кукурузы – 427, рисовая солома – 415, отходы очистки хлопка – 215, лиственные опилки – 381, багасса – 421, макулатура – 439.[3]

Табл. 4. Производство сырья и примерная стоимость этилового спирта

Наименование сырьяПроизводство сырья, т/га Стоимость спирта, долл.США/м3
Сахарная свекла2,5 – 3,0300 – 400
Сахарный тростник3,5 – 5,0160
Кукуруза2,5250 – 400
Пшеница0,5 – 2,0380 – 400
Картофель1,2 - 2,7800 – 900
Сорго3,0 – 5,0200 – 300
Кассава1,5 – 6,0700
ышенное количество полимеров и используются в основном в государствах, где стоимость такого сырья невысока.

Автор: на

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Подписаться на: Комментарии к сообщению (Atom)